[0001] Die Erfindung betrifft zunächst ein Lüfterrad mit einem rotationssymmetrischen Grundkörper,
der mittig von einer Drehachse durchsetzt ist und in einer Seitenansicht von radial
Außen nach radial Innen bezüglich seiner Außenkontur stetig ansteigt, wobei Lüfterradschaufeln
vorgesehen sind, die bodenseitig mit dem Grundkörper verbunden sind und die bezüglich
einer Erstreckung des Lüfterrades in Richtung der Drehachse bodenabgewandt Lüfterradspitzen
ausbilden.
[0002] Lüfterräder der in Rede stehenden Art sind bekannt. Diese finden insbesondere Verwendung
im Zusammenhang mit Elektromotoren. Ein solches Lüfterrad ist ausgelegt zum Drehantreiben
desselben um die Drehachse mittels des Elektromotors, wobei im Betrieb des Elektromotors
durch das Lüfterrad eine Luftströmung erzeugt wird. Diese Luftströmung dient in bekannten
Ausgestaltungen zumindest teilweise zur Kühlung des Elektromotors.
[0003] Bekannte Lüfterräder weisen hierzu zunächst einen rotationssymmetrischen Grundkörper
auf, an den wandungsaußenseitig Lüfterradschaufeln angeordnet sind. Diese Lüfterradschaufeln
weisen mit Bezug auf die Drehachse eine radial innere Schaufeleintrittskante und eine
radial äußere Schaufelaustrittskante auf, welche Kanten mit Bezug auf eine Draufsicht
auf das Lüfterrad verbunden sind durch eine Schaufellängskante. Insbesondere die Schaufeleintrittskanten
der Lüfterradschaufeln formen, den Anbindungsbereichen der Lüfterradschaufeln an dem
Grundkörper abgewandte Lüfterradspitzen aus.
[0004] Im Hinblick auf den bekannten Stand der Technik wird eine technische Problematik
der Erfindung darin gesehen, ein Lüfterrad der in Rede stehenden Art bei herstellungstechnisch
günstiger Ausgestaltung insbesondere bezüglich des Wirkungsgrades weiter zu verbessern.
[0005] Eine mögliche Lösung der Aufgabe ist nach einem ersten Erfindungsgedanken bei einem
Lüfterrad gegeben, bei welchem darauf abgestellt ist, dass die Lüfterradspitzen den
Grundkörper, mit Bezug auf eine Seitenansicht gegen den Grundkörper, überragen und/oder
dass die Lüfterradschaufeln bodenseitig mit Abstand zu einer Randkante des Grundkörpers
enden, unter Bildung eines Diffusorbereiches, und/oder dass ein Radius der maximalen
Erstreckung einer Lüfterradschaufel in Draufsicht zwischen dem 1,5- bis 0,6-Fachen
des Radius der maximalen Erstreckung des Grundkörpers liegt. Zufolge der vorgeschlagenen
Lösung ist bei bevorzugt einstückigem, materialeinheitlichem Aufbau des Lüfterrades
- zumindest bezogen auf die Anordnung von Grundkörper und hieran angeordneten Lüfterradschaufeln
- eine herstellungsgünstige Ausgestaltung des Lüfterrades gegeben. Darüber hinaus
erweist sich die vorgeschlagene Lösung auch hinsichtlich des Wirkungsgrades des Lüfterrades
im Betrieb desselben als vorteilhaft. Die Lüfterradspitzen insbesondere der bevorzugt
radial inneren Schaufeleintrittskanten, weiter bevorzugt aller Lüfterradschaufeln,
überragen den Grundkörper in Richtung der Drehachse. Das Überragmaß, d.h. der bevorzugt
parallel zur Drehachse gemessene Abstand zwischen einer obersten Grundkörperebene
und den Lüfterradspitzen entspricht hierbei bevorzugt dem 0,5- bis 1-Fachen des in
selber Richtung betrachteten Abstandes der Lüfterradspitze einer Lüfterradschaufel
zum Anbindungsbereich der Schaufeintrittskante an dem Grundkörper. Weiter bevorzugt
entspricht das vorerwähnte Abstandsmaß zwischen der obersten Grundkörperebene und
den Lüfterradspitzen etwa dem 0,2- bis 0,8-Fachen der in Richtung der Drehachse betrachteten
Höhe des Grundkörpers zwischen einer untersten und der obersten Grundkörperebene.
[0006] Bodenseitig enden die Lüfterradschaufeln bevorzugt mit Abstand zu einer unteren Randkante
beziehungsweise einer unteren Grundkörperebene, dies weiter mit Bezug auf die Anbindung
einer radial äußeren Schaufelaustrittskante an dem Grundkörper. Das in Richtung der
Drehachse betrachtete Abstandsmaß des Endes einer jeden Lüfterradschaufel zu der unteren
Grundkörperebene entspricht in bevorzugter Ausgestaltung dem 0,2- bis 1-Fachen des
vorbezeichneten Überstandsmaßes der Lüfterradspitzen über den Grundkörper, weiter
bevorzugt dem 0,1- bis 0,5-Fachen des in Richtung der Drehachse betrachteten Abstandsmaßes
zwischen oberster und unterster Grundkörperebene. Dieser entsprechend schaufelanbindungsfreie
untere Bereich bildet in bevorzugter Ausgestaltung einen Diffusorbereich aus, insbesondere
einen Diffusor-Teilbereich, welcher aufgrund der beschriebenen, stetig ansteigenden
Außenkontur des Grundkörpers - ausgehend von der quer zur Drehachse betrachteten Ebene,
in welcher die Lüfterradschaufeln an dem Grundkörper enden - nach radial Außen bis
zur unteren Grundkörperebene sich - mit Bezug zu der Drehachse - bevorzugt stetig
erweitert.
[0007] Weiter bevorzugt ergibt sich mit Bezug auf eine Seitenansicht oberhalb der obersten
Grundkörperebene eine Schaufel-Teilfläche einer jeden Lüfterradschaufel, die bevorzugt
20 bis 50 Prozent der gesamten Schaufelfläche einer Lüfterradschaufel entspricht.
[0008] Alternativ oder auch kombinativ beträgt ein Radius der maximalen Erstreckung einer
Lüfterradschaufel in Draufsicht mit Bezug auf die Drehachse dem 0,6- bis 1,5-Fachen
des Radius' der maximalen Erstreckung des Grundkörpers, insbesondere der maximalen
Erstreckung im Bereich der unteren Grundkörperebene. Diesbezüglich ist weiter bevorzugt,
dass in einer Draufsicht beziehungsweise in einer Projektion in Richtung der Drehachse
auf die unterste Grundkörperebene die Lüfterradschaufeln die umlaufende Bodenrandkante
des Grundkörpers nicht überragen. Weiter bevorzugt entspricht die maximale Radialerstreckung
einer Lüfterradschaufel - ausgehend von der Drehachse - weitestgehend dem maximalen
Radialerstreckungsmaß des Grundkörpers insbesondere im Bereich der unteren Grundkörperebene.
Mit "weitestgehend" ist insbesondere ein Bereich umfasst, der eine Abweichung vom
maximalen Radialerstreckungsmaß einer Lüfterradschaufel zum maximalen Radialerstreckungsmaß
des Grundkörpers von 1 bis 5 Prozent, bezogen auf das maximale Radialerstreckungsmaß
des Grundkörpers, zulässt.
[0009] Eine weitere mögliche Lösung der Aufgabe ist nach einem weiteren Erfindungsgedanken
bei einem Lüfterrad gegeben, bei welchem darauf abgestellt ist, dass die Lüfterradschaufeln
in einer Draufsicht ohne gegenseitige Überlappung gebildet sind. Dies bietet insbesondere
herstellungstechnische Vorteile. Insbesondere bei einem Lüfterrad mit einstückig,
materialeinheitlich ausgebildetem Grundkörper und daran angeformten Lüfterradschaufeln,
weiter insbesondere hergestellt in einem Kunststoff-Spritzverfahren, ergeben sich
so Vorteile hinsichtlich der Entformung nach dem Spritzvorgang. Eine solche Entformung
ist zufolge der vorgeschlagenen Lösung ohne Schieber möglich. Vielmehr werden die
insbesondere sich zwischen den Lüfterradschaufeln im Zuge des Spritzvorganges befindlichen
Formelemente in bevorzugter Ausgestaltung schraubengangartig in Richtung auf die Lüfterradspitzen
herausgedreht. Diese Formelemente können entsprechend an einem gemeinsamen Oberwerkzeug
angeordnet sein, über welches die Drehbewegung im Zuge der Entformung erreicht wird.
Die Lüfterradschaufeln sind in einer Draufsicht beziehungsweise in einer Projektion
in Richtung der Drehachse auf eine unterste, durchmessergrößte Grundkörperebene vereinzelt
angeordnet, bevorzugt ohne dass in einer solchen Projektion ein Teilbereich einer
Lüfterradschaufel einen Teilbereich einer weiteren Lüfterradschaufel überdeckt.
[0010] Die Merkmale der vorbeschriebenen unabhängigen Ansprüche 1 und 2 sind sowohl jeweils
für sich wesentlich, als auch in jeder Kombination miteinander, wobei weiter Merkmale
eines unabhängigen Anspruches 1 oder 2 auch mit nur einzelnen Merkmalen des weiteren
unabhängigen Anspruches 1 oder 2 kombinierbar sind.
[0011] Weitere Merkmale der Erfindung sind nachstehend, auch in der Figurenbeschreibung,
oftmals in ihrer bevorzugten Zuordnung zu den bereits vorstehend erläuterten Anspruchskonzepten
beschrieben. Sie können aber auch in einer Zuordnung zu nur einem oder mehreren einzelnen
Merkmalen, wie hier beschrieben sind, insbesondere der bereits abgehandelten Ansprüche,
oder unabhängig oder in einem anderen Gesamtkonzept von Bedeutung sein. Auch ist es
möglich, die Maßnahmen der bereits behandelten Ansprüche kombiniert vorzusehen.
[0012] So sind in einer bevorzugten Ausgestaltung vier bis acht Lüfterradschaufeln vorgesehen.
Weiter bevorzugt weist das Lüfterrad sechs Lüfterradschaufeln auf, wobei jedenfalls
die Lüfterradschaufeln mit Bezug zur Drehachse in Umfangsrichtung des Lüfterrades
gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Auch sind die Lüfterradschaufeln in weiter bevorzugter
Ausgestaltung sämtlich gleich ausgebildet sowie sämtlich gleich auf der Außenfläche
des Grundkörpers angeordnet.
[0013] Eine gerade verlaufende - mit Bezug auf die Drehachse radial innere - Schaufeleintrittskante
schließt in weiter bevorzugter Ausgestaltung zu der Drehachse einen Winkel von 35
bis 55 Grad ein. So ist insbesondere eine radial ausgerichtete, jedoch mit Bezug auf
eine Seitenansicht gegen die Lüfterradschaufel - ausgehend von einer Fußlinie der
Schaufel - um bevorzugt etwa 45 Grad nach radial Außen gekippte Schaufeleintrittskante
vorgesehen.
[0014] In Seitenansicht gegen das Lüfterrad weist der fußseitig des Grundkörpers und nicht
mit Schaufeln verbundene Diffusorbereich ein Erstreckungsmaß, insbesondere entlang
der Außenkontur, auf, welches bevorzugt dem 0,5- bis 0,9-Fachen des Erstreckungsmaßes
der Schaufellängskante in Draufsicht entspricht.
[0015] Der Diffusorbereich des Lüfterrades weist in bevorzugter Ausgestaltung eine meridiane
Länge auf, die dem 0,3- bis 0,4-Fachen der meridianen Länge der Schaufellängskante
entspricht.
[0016] In weiter bevorzugter Ausgestaltung entspricht ein Radiusmaß des Übergangs der Schaufelaustrittskante
in den Grundkörper dem 0,7- bis 0,95-Fachen, weiter bevorzugt dem 0,8- bis 0,9-Fachen
des maximalen Radiusmaßes der Schaufelaustrittskante. Hieraus ergibt sich in bevorzugter
Ausgestaltung eine Schaufelaustrittskante, welche ausgehend von der Anbindung an dem
Grundkörper nach radial Außen ansteigt, dies weiter bevorzugt unter Einschluss eines
Winkels zur Drehachse von 15 bis 35 Grad, weiter bevorzugt etwa 25 Grad.
[0017] Die Länge der Schaufellängskante ist - bezogen auf eine Fußlinie der Lüfterradschaufel
im Anbindungsbereich an den Grundkörper - bevorzugt in einem Verhältnis von 0,5 bis
0,9 gegeben. So ist weiter bevorzugt die meridiane Länge der Schaufellängskante kleiner
als die meridiane Schaufellänge im Bereich der Fußlinie, dies weiter bevorzugt in
einem Verhältnis von 0,6 bis 0,8.
[0018] Der Grundkörper weist in bevorzugter Ausgestaltung eine im Wesentlichen konische
Außenkontur auf. Entsprechend ist mit bezug auf einen Vertikalschnitt durch das Lüfterrad
die Außenkontur - ausgehend von einer untersten Grundkörperebene von radial Außen
nach radial Innen - stetig und bevorzugt gleichmäßig ansteigend ausgebildet, wobei
im Konturverlauf von radial Außen nach radial Innen auch eine Abweichung quer zur
Konturerstreckung von bis zu 20 Prozent, weiter bevorzugt bis zu 10 Prozent der Konturlänge
zwischen unterster und oberster Grundkörperebene beidseitig relativ zu einer konischen
Konturlinie gegeben sein kann. Auch kann innerhalb der konischen Außenkontur der Neigungswinkel
der Außenkontur relativ zur Drehachse über die Länge der Außenkontur unterschiedlich
sein, so weiter bevorzugt eine Abweichung von 1 bis 5 Grad relativ zu der bevorzugten
30- bis 60 Grad-, weiter bevorzugt 45 Grad-Neigung der Außenkontur zur Drehachse aufweisend.
[0019] Zudem ist bevorzugt, dass die Schaufelaustrittskante im Querschnitt, insbesondere
in einem parallel zur Schaufellängskante verlaufenden Schnitt, gerundet ausgebildet
ist. Diese verrundete, radial äußere und somit bevorzugt der Druckseite zugeordnete
Schaufelaustrittskante weist bevorzugt einen Radius auf, der dem 0,4- bis 0,9-Fachen,
weiter bevorzugt 0,5- bis 0,8-Fachen der Schaufeldicke entspricht. Die Schaufeldicke
ist hierbei insbesondere gemessen quer zur Erstreckungsrichtung der Schaufellängskante,
dies weiter bevorzugt gemessen in einem Abstand zur Schaufelaustrittskante, der dem
Radiusmaß der Schaufelaustrittskante zuzüglich 10 bis 30 Prozent entspricht. Bevorzugt
ist der Radius auf der Druckseite der Schaufel vorgesehen.
[0020] In weiter bevorzugter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Schaufeleintrittskante
in Draufsicht auf das Lüfterrad eine sich im Wesentlichen quer zur Schaufellängsrichtung
erstreckende ebene Fläche aufweist.
[0021] Weiter vorteilhaft, insbesondere hinsichtlich des Wirkungsgrades, ist zudem, dass
sich eine Lüfterradschaufel in Draufsicht in einem bevorzugten Umfangswinkelbereich
(Schaufelumschlingungswinkel), gemessen von der Drehachse, von 35 bis 60 Grad erstreckt.
Bevorzugt ist diesbezüglich ein Schaufelumschlingungswinkel von 40 Grad bis 55 Grad,
insbesondere ausgehend von der in Draufsicht bevorzugt streng radial ausgerichteten
Schaufeleintrittskante bis zu dem Fußbereich der Schaufelaustrittskante im Übergang
zum Grundkörper.
[0022] Weiter betrifft die Erfindung einen Elektromotor mit einem Rotor und einem Stator,
sowie einem von dem Motor zur Kühlung des Elektromotors angetriebenen Lüfterrad, wobei
eine Rotorachse des Rotors einer Drehachse des Lüfterrades entspricht, wobei weiter
sich in Strömungsrichtung der Luft an das Lüfterrad eine relativ zu dem Rotor feststehende
und den Stator umgebende Leitschaufelanordnung anschließt, wobei weiter der Elektromotor
in einem Motorgehäuse aufgenommen ist.
[0023] Elektromotoren der in Rede stehenden Art sind bekannt, so weiter insbesondere zum
Antrieb von Wellen oder dergleichen in Geräten, weiter bevorzugt handgeführten Geräten.
Auch ist mittels solcher Elektromotoren eine Luftströmung unter Nutzung des Lüfterrades
herbeiführbar, so dass eine so gebildete Motor-/Gebläseeinheit beispielsweise zur
Nutzung in einem handgeführten Staubsauger oder dergleichen Verwendung finden kann.
Bevorzugt wird zumindest ein Teil der Luftströmung genutzt zur Kühlung des Elektromotors,
insbesondere zur Kühlung des Rotors und des Stators. Die in Strömungsrichtung sich
an das Lüfterrad anschließende Leitschaufelanordnung dient bevorzugt in Form eines
Diffusors zur Vergleichmäßigung der Luftströmung, insbesondere zur Vergleichmäßigung
der im Wesentlichen nach radial außen ausgeblasenen Luft im Bereich des Lüfterrades
in Richtung auf eine zumindest im Wesentlichen in Richtung der Drehachse des Lüfterrades
beziehungsweise des Rotors ausgerichtete Luftströmung.
[0024] Im Hinblick auf den bekannten Stand der Technik wird eine technische Problematik
der Erfindung darin gesehen, einen Elektromotor der in Rede stehenden Art insbesondere
hinsichtlich der Zusammenwirkung mit dem Lüfterrad zur Erzielung einer gerichteten
Luftströmung weiter zu verbessern.
[0025] Eine mögliche Lösung der Aufgabe ist nach einem ersten Erfindungsgedanken bei einem
Elektromotor gegeben, bei welchem darauf abgestellt ist, dass die Leitschaufeln in
einem Radialzwischenraum eines doppelwandigen, den Elektromotor umgebenden Strömungsführungsteils
ausgebildet sind, unter materialeinheitlicher Ausgestaltung, weiter bevorzugt zugleich
auch einstückiger Ausgestaltung mit den Wänden des Strömungsführungsteils. Entsprechend
sind die Leitschaufeln bevorzugt sowohl radial Innen als auch radial Außen an dem
Strömungsführungsteil angebunden, dies weiter bevorzugt bei einer möglichen Herstellung
des Strömungsführungsteiles im Kunststoff-Spritzverfahren unter einstückiger, materialeinheitlicher
Ausgestaltung. Neben einer günstigen Luftführung ist hierdurch weiter auch eine günstige
Herstellung des Strömungsführungsteiles zusammen mit den Leitschaufeln gegeben. Die
bevorzugt den Stator umgebende, weiter bevorzugt koaxial zur Drehachse des Rotors
ausgerichtete innere Wand des Strömungsführungsteiles und die weiter zu der inneren
Wand bevorzugt konzentrisch angeordnete äußere Wand des Strömungsführungsteiles sind
über die in dem so gebildeten Ringraum zwischen den Wänden angeordneten Leitschaufeln
miteinander verbunden. Das Strömungsführungsteil formt hierbei weiter bevorzugt ein
zentrales Bauelement für den Elektromotor, an welchem alle weiteren Komponenten, wie
insbesondere der Stator mit dem Rotor und der Rotorwelle, darüber hinaus bevorzugt
auch eine Lüfterradabdeckung befestigt werden.
[0026] Weitere Merkmale der Erfindung sind nachstehend, auch in der Figurenbeschreibung,
oftmals in ihrer bevorzugten Zuordnung zum Gegenstand des Anspruches 8 oder zu Merkmalen
weiterer Ansprüche erläutert. Sie können aber auch in einer Zuordnung zu nur einzelnen
Merkmalen des Anspruches 8 oder des jeweiligen weiteren Anspruches oder jeweils unabhängig
von Bedeutung sein.
[0027] So ist in einer bevorzugten Ausgestaltung vorgesehen, dass das Lüfterrad einen Grundkörper
mit einer im Längsquerschnitt, d. h. einer die Drehachse in ihrer Erstreckung aufnehmenden
Ebene, gegebene Außenkontur aufweist und dass eine Außenkontur der inneren Wand des
Strömungsführungsteils an die Außenkontur des Grundkörpers anschließt. Bevorzugt ist
der Elektromotor mit einem Lüfterrad gemäß den Ansprüchen 1 bis 9 oder gemäß eines
oder mehrerer Merkmale der Ansprüche 1 bis 9 versehen. Die Außenkontur der radial
inneren Wand des Strömungsführungsteiles nimmt entsprechend, insbesondere im Übergangsbereich
zu dem Lüfterrad die Außenkontur insbesondere des dem Strömungsführungsteil zugewandten
Endbereiches des Lüfterrades auf, bildet entsprechend, wie weiter bevorzugt, hinsichtlich
der Kontur eine Verlängerung der Außenkontur des Lüfterrades.
[0028] Weiter bevorzugt verläuft die Außenkontur der inneren Wand des Strömungsführungsteils
stetig gekrümmt, wobei ein örtlicher Krümmungsradius in Strömungsrichtung, d.h. insbesondere
beginnend im Bereich des Konturüberganges zum Lüfterrad, zunimmt. Bevorzugt zieht
sich der örtliche Krümmungsradius vom bevorzugt konischen Laufradkörper in einem meridianen
Schnitt bis in einen achsparallelen Bereich, in welchem Bereich zudem bevorzugt auch
die Leitschaufeln in Strömungsrichtung betrachtet enden.
[0029] Eine Leitschaufel, bevorzugt alle Leitschaufeln, verlaufen in einem Längsschnitt
quer zu ihrer Erstreckung in Strömungsrichtung gekrümmt, dies unter Ausbildung einer
- bei Betrachtung in Richtung der Drehachse vom Lüfterrad gesehen - sichtbaren Leitschaufelsaugseite
und einer durch die Leitschaufelsaugseite überdeckten Leitschaufeldruckseite. Der
Krümmungsradius einer jeden Leitschaufel ist weiter bevorzugt über die gesamte Erstreckungslänge
gleichbleibend gewählt, weiter bevorzugt zumindest annähernd gleichbleibend mit einer
Abweichung von bis zu 10 oder 20 Prozent zu einem mittleren Radius nach unten und/oder
nach oben. Entsprechend sind die Leitschaufeln mit Bezug auf den Umfang der inneren
und/oder äußeren Wand des Strömungsführungsteils gekrümmt derart, dass die Schaufeldruckseite
von der Leitschaufel weg betrachtet konvex und die Schaufelsaugseite von der Leitschaufel
weg betrachtet konkav gekrümmt verlaufen.
[0030] Die im Betrieb des Elektromotors ablösungsgefährdete Saugseite der Leitschaufeln
weist im Meridianschnitt bevorzugt eine Querschnittsverengung, entsprechend bevorzugt
eine Verengung zwischen der Außenfläche der inneren Wand und der Innenfläche der äußeren
Wand des Strömungsführungsteiles auf, dies im Vergleich zu der Druckseite einer Leitschaufel.
Entsprechend tritt im Bereich der Saugseite einer jeden Leitschaufel im Betrieb des
Elektromotors eine Strömungsbeschleunigung auf. Dies erweist sich positiv, um Ablösungen
und dadurch niedrigere Wirkungsgrade und Geräusche zu vermeiden.
[0031] Auf der Schaufeldruckseite ist bevorzugt ein unstetiger Querschnittssprung mit einer
Tiefe vorgesehen, die der 1- bis 4-Fachen der turbulenten Grenzschichtdicke entspricht.
Merkliche Strömungsverluste treten zufolge dessen nicht auf, vielmehr bewirkt der
Einschlagwirbel eine gute Kühlung des Statorpakets. Die turbulente Grenzschicht bildet
sich praktisch über die gesamte Fläche der Schaufeldruckseite auf dieser aus. Sie
kann eine Dicke im Bereich von 0,2 bis 2,2 mm, weiter bevorzugt im Bereich von 0,3
bis 2 mm aufweisen.
[0032] In weiter bevorzugter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Außenseite der inneren
Wand des Strömungsführungsteils in einem Längsquerschnitt umfangsmäßig verteilte Rücksprungbereiche
aufweist, die zu einer radialen Erweiterung des Abstandes zwischen der Außenfläche
der inneren Wand und der Innenfläche der äußeren Wand des Strömungsführungsteils führen.
[0033] Hierbei verläuft die Kontur der Außenfläche der inneren Wand in einem Meridianschnitt
in den Rücksprungbereichen bevorzugt parallel zur Drehachse. Alternativ nimmt die
innere Wand in den Rücksprungbereichen einen spitzen Winkel zur Drehachse ein, welcher
Winkel jedoch in weiter bevorzugter Ausgestaltung kleiner gewählt ist als die Kontur
der Außenfläche der inneren Wand in Umfangsrichtung betrachtet außerhalb der Rücksprungbereiche,
weiter insbesondere im Bereich der Saugseite einer jeden Leitschaufel.
[0034] Der Rücksprungbereich ist bezogen auf eine Draufsicht bevorzugt der Leitschaufeldruckseite
zugeordnet.
[0035] Insbesondere zur unmittelbaren Kühlung durch die Luftströmung weist die innere Wand
des Strömungsführungsteils bevorzugt Durchbrüche zu dem Stator auf. Entsprechend liegt
der Stator hinter den weiter bevorzugt fensterartig ausgebildeten Durchbrüchen frei
zur Umströmung durch die Kühlluft. So sind weiter bevorzugt über den Umfang der inneren
Wand ein bis acht, weiter bevorzugt zwei bis vier solcher Durchbrüche vorgesehen,
wobei jeweils ein Durchbruch in Umfangsrichtung betrachtet zwischen zwei Leitschaufeln
vorgesehen ist.
[0036] In weiter bevorzugter Ausgestaltung ist die innere Wand des Strömungsführungsteils
einstückig und materialeinheitlich verbunden mit einem Lagerbereich für das Lüfterrad,
wobei weiter bevorzugt der Lagerbereich sowie die inneren und äußeren Wände des Strömungsführungsteiles
insgesamt bevorzugt das Motorgehäuse oder einen Teilbereich desselben ausformen.
[0037] In diesem Zusammenhang erweist es sich weiter von Vorteil, wenn, wie weiter bevorzugt,
bezogen auf einen Längsquerschnitt der im feststehenden Bereich des Motorgehäuses
ausgebildete Lagerbereich des Lüfterrades sich in Überdeckung zu dem Grundkörper des
Lüfterrades befindet, insbesondere in einer in Richtung der Drehachse betrachteten
vertikalen Überdeckung. Entsprechend ist bevorzugt, dass das Lüfterrad insbesondere
mit dessen Grundkörper den Lagerbereich des Motorgehäuses überfängt.
[0038] Der Lagerbereich des Motorgehäuses erstreckt sich in weiter bevorzugter Ausgestaltung
- ausgehend von einer unteren Grundkörperebene des Lüfterrades beziehungsweise ausgehend
von einer quer zur Drehachse ausgerichteten Trennebene zwischen der Kontur des Lüfterrad-Grundkörpers
und der Außenkontur der inneren Wand - konisch, sich von radial Außen nach radial
Innen und in Richtung auf das Lüfterrad durchmesserverringernd.
[0039] Der Lagerbereich ist in weiter bevorzugter Ausgestaltung durch zwei in Richtung der
Drehachse beabstandete Lager, insbesondere Wälzlager, weiter bevorzugt Wälzlager,
gebildet. Der Schwerpunkt der Baueinheit aus Laufrad und Lagerungsbereich befindet
sich bevorzugt zwischen den genannten Wälzlagern, in axialer Richtung. Weiter bevorzugt
verschoben zu dem oberen, laufradseitigen Wälzlager.
[0040] Weiter bevorzugt können die Wälzlager in Axialrichtung durch eine Druckfeder beaufschlagt
sein derart, dass sie tendenziell voneinander weggedrückt werden.
[0041] Darüber hinaus bevorzugt befindet sich der Schwerpunkt quer zu der Rotationsachse
im Bereich der konischen Gestaltung des Lagerbereiches des Motorgehäuses.
[0042] Das untere Wälzlager ist bevorzugt in einer Richtung quer zur Rotationsachse in Überdeckung
zu einer Wicklung des Elektromotors.
[0043] Die Absolutmaße des Lüfterrades betragen hinsichtlich des größten (unteren) Durchmessers
etwa 25 bis 35 mm, weiter bevorzugt circa 30 mm, die größte Höhe 15 bis 25 mm, weiter
bevorzugt circa 20 mm.
[0044] Der genannte Schwerpunkt ist darüber hinaus bevorzugt in Absolutmaß etwa 3 bis 8
mm, bevorzugt 5 bis 6 mm unterhalb des oberen Wälzlagers.
[0045] Der Grundkörper des Lüfterrades ist bevorzugt insbesondere hinsichtlich seiner Außenkontur
in einem Längsquerschnitt gleichfalls zumindest annähernd konisch ausgebildet, dies
weiter bevorzugt auch hinsichtlich einer inneren Kontur, so dass sich im Wesentlichen
ein kreiskegelstumpfförmiger Grundkörper ausbildet. Dessen innere Kontur verläuft
hierbei in einem Meridianschnitt bevorzugt zumindest annähernd parallel zu der Außenkontur
des Grundkörpers, weiter bevorzugt zugleich auch zumindest annähernd parallel zu der
Außenkontur des Lagerbereiches.
[0046] So ist im Überdeckungsbereich ein von radial Außen nach radial Innen ansteigender
Spalt zwischen der Außenfläche des Lagerbereiches und der Innenfläche des Grundkörpers
des Lüfterrades ausgebildet. Hierbei ist ein Spaltmaß zwischen der Außenfläche des
Lagerbereiches und der Innenfläche des Grundkörpers, gemessen bevorzugt senkrecht
zu den Flächen, gewählt, das bevorzugt der in selber Richtung betrachteten Stärke
der Grundkörperwandung und/oder der Lagerbereichwandung entspricht.
[0047] Zudem ist bevorzugt vorgesehen, dass mehr Leitschaufeln vorgesehen sind als Lüfterradschaufeln.
So weist das Strömungsführungsteil in bevorzugter Ausgestaltung zwölf bis zwanzig,
weiter bevorzugt sechzehn Leitschaufeln auf, während das Lüfterrad bevorzugt vier
bis acht, weiter bevorzugt sechs Lüfterradschaufeln besitzt. Weiter ist diesbezüglich
bevorzugt vorgesehen, dass die Anzahl der Leitschaufeln dem 2- bis 5-Fachen der Anzahl
der Lüfterradschaufeln entspricht.
[0048] Um eine direkte Schallabstrahlung vom Laufrad zum Strömungsführungsteil-Austrittsbereich
zu verhindern, ist weiter bevorzugt vorgesehen, dass das maximale Radiusmaß der Lüfterradschaufeln
kleiner ist als das Radiusmaß im Bereich der Außenwand der inneren Strömungsführungsteil-Wand.
Diesbezüglich ist bevorzugt ein Verhältnis von 1:1,1 bis hin zu 1:1,5. Die notwendige
Schallreflektion an einer bevorzugt vorgesehenen Gebläsedeckelwand reduziert weiter
das Geräusch.
[0049] Der in seiner Höhe relativ konstante Spalt zwischen der bevorzugt konischen Laufradinnenseite
und dem ebenfalls bevorzugt konisch gestalteten Lagerbereich gewährleistet, dass Flüssigkeiten
und andere Fremdpartikel im Betrieb des Elektromotors von einem im Lagerbereich bevorzugt
vorgesehenen Lager ferngehalten werden. Auch in einer waagerechten Anwendung und bei
stillstehendem Elektromotor wird Flüssigkeit durch eine gebildete "Wasserrinne" nach
unten geführt und vom Lager ferngehalten, wobei der Grundkörper im Bereich seiner
umlaufenden Randkante in der untersten Grundkörperebene eine Abrisskante bildet.
[0050] Das bevorzugte Verhältnis von Lüfterradschaufeln zu Leitschaufeln von 6:16 reduziert
tonale Geräuschanteile.
[0051] Zudem betrifft die Erfindung einen Elektromotor mit einem Rotor und einem Stator,
sowie einem von dem Rotor zur Kühlung des Elektromotors angetriebenen Lüfterrad, wobei
eine Rotorachse des Rotors einer Drehachse des Lüfterrades entspricht, wobei der Elektromotor
in einem Motorgehäuse mit einem Lagerbereich für eine Rotorwelle des Lüfterrades aufgenommen
ist.
[0052] Elektromotoren der in Rede stehenden Art sind, wie beschrieben, bekannt.
[0053] Im Hinblick auf den bekannten Stand der Technik wird eine technische Problematik
der Erfindung darin gesehen, einen Elektromotor der in Rede stehenden anzugeben, welcher
eine günstige Montage insbesondere des Rotors in dem Motorgehäuse ermöglicht.
[0054] Eine mögliche Lösung der Aufgabe ist nach einem ersten Erfindungsgedanken bei einem
Elektromotor gegeben, bei welchem darauf abgestellt ist, dass die Rotorwelle über
ein oder mehrere, in einer Hülse umfasste Wälzlager gelagert ist und dass in dem Lagerbereich
mehrere im Hinblick auf den Umfang der Hülse verteilt angeordnete, in Richtung der
Rotorwelle verlaufende Rippen ausgebildet sind, die zumindest teilweise unmittelbar
an einer Außenfläche der Hülse anliegen. Die Hülse umfasst hierbei weiter bevorzugt
das oder die Wälzlager im Bereich eines Lageraußenringes, ist weiter bevorzugt drehfest
mit dem Außenring verbunden, dies weiter bevorzugt zufolge einer Pressverbindung.
Mittels dieser Hülse ist die Rotorwelle in dem Motorgehäuse beziehungsweise in dem
Lagerbereich gelagert, wozu der Lagerbereich eine entsprechende Aufnahme für die Hülse
aufweist. Die in diesem Lagerbereich vorgesehenen Rippen erstrecken sich bevorzugt
parallel zur Rotorachse. Über die Rippen ist eine zumindest partiell punktuelle beziehungsweise
linienförmige Anlage der Hülse innerhalb des Lagerbereiches gegeben. Es liegen in
weiter bevorzugter Ausgestaltung nur ein Teil der vorgesehenen Rippen an der Hülsen-Außenfläche
an, während gegebenenfalls weiter vorgesehene Rippen, mit Bezug zu der Rotorachse,
mit radialem Abstand zu der Hülse enden. Hierdurch ist insgesamt eine günstige Positionierung
der Rotorwelle beziehungsweise der Hülse der Rotorwelle in dem Motorgehäuse erreichbar.
Die Montage ist insgesamt vereinfacht.
[0055] Weitere Merkmale der Erfindung sind nachstehend, auch in der Figurenbeschreibung,
oftmals in ihrer bevorzugten Zuordnung zum Gegenstand des Anspruches 13 oder zu Merkmalen
weiterer Ansprüche erläutert. Sie können aber auch in einer Zuordnung zu nur einzelnen
Merkmalen des Anspruches 13 oder des jeweiligen weiteren Anspruches oder jeweils unabhängig
von Bedeutung sein.
[0056] So ist in einer weiter bevorzugten Ausgestaltung vorgesehen, dass eine oder mehrere
Rippen ausgebildet sind, die bezüglich der Außenfläche der Hülse eine Spielpassung
aufweisen. Entsprechend enden diese Rippen in ihrer Erstreckung nach radial innen
in Richtung auf die Rotorachse mit Abstand zu der Außenfläche der Hülse der Rotorwelle.
Der Abstand beträgt in bevorzugter Ausgestaltung 0,1 bis 1 mm, weiter bevorzugt 0,2
bis 0,5 mm. Diese Spielpassung dient bevorzugt zur Unterstützung der Ausrichtung der
Rotorwellen-Hülse innerhalb des Lagerbereiches. Bevorzugt sind weiter mehrere Rippen
zur Ausformung einer Spielpassung vorgesehen, welche Rippen weiter bevorzugt gleichmäßig
über den Umfang verteilt angeordnet sind. So sind weiter bevorzugt zwei bis sechs,
insbesondere drei bis vier derartige Rippen zur Ausformung einer Spielpassung vorgesehen.
[0057] Darüber hinaus ist bevorzugt vorgesehen, dass eine oder mehrere Rippen ausgebildet
sind, die bezüglich der Außenfläche der Hülse eine Presspassung aufweisen. Auch hier
sind bevorzugt mehrere Rippen gleichmäßig über den Umfang der festzulegenden Hülse
angeordnet, so insbesondere zwei bis sechs, weiter bevorzugt drei bis vier derartige
Rippen. Die nach radial innen weisenden freien Stirnflächen sind mit Bezug auf einen
Grundriss beziehungsweise einen quer zur Rotorachse betrachteten Querschnitt entlang
einer Kreislinie angeordnet, welche Kreislinie bevorzugt konzentrisch zur Rotorachse
verläuft. Der Durchmesser dieser Kreislinie entspricht in bevorzugter Ausgestaltung
dem Außendurchmesser der Hülse im Bereich der Außenwandung. Insbesondere die an der
Außenfläche der Hülse anliegenden Rippen führen in bevorzugter Ausgestaltung zu einer
Presspassung der Rotorwellen-Hülse. Diese Presspassung ist in einer möglichen Ausgestaltung
die alleinige Festlegung der Rotorwelle in dem Motorgehäuse. In bevorzugter Ausgestaltung
dient die Presspassung zunächst zur Vorpositionierung der Rotorwelle innerhalb des
Motorgehäuses bis zu einer endgültigen Festlegung der Rotorwelle beziehungsweise der
Hülse mittels weiterer Maßnahmen.
[0058] Eine endgültige Festlegung des Rotors, insbesondere der Hülse der Rotorwelle im Lagerbereich
ist in weiter bevorzugter Ausgestaltung erreicht durch Verklebung. In diesem Zusammenhang
erweisen sich insbesondere die mehreren Rippen zur Ausbildung einer Presspassung von
Vorteil, da diese die Hülse und somit die Rotorwelle in der gefundenen Position zumindest
so lange sicher halten, bis der Klebstoff ausgehärtet ist. Der Klebstoff kann hierbei
sowohl im Bereich der Rippen zur Ausformung der Presspassung als auch im Bereich der
Rippen zur Ausformung einer Spielpassung aufgetragen sein. Bevorzugt ist ein lückenfüllender
Auftrag von Klebstoff im Bereich der nach radial innen weisenden freien Stirnflächen
der Rippen zur Ausbildung der Spielpassung.
[0059] Auch ist bevorzugt vorgesehen, dass sich ein Teil der Rippen in Bezug auf eine die
Spielpassung oder die Presspassung ausmachende Stirnfläche über eine größere Länge
der Stirnfläche erstrecken als ein anderer Teil der Rippen. Bei einer diesbezüglich
bevorzugten wechselweisen Anordnung von Rippen zur Bildung einer Spielpassung und
Rippen zur Bildung einer Presspassung ist insbesondere eine Gruppe von Rippen in Rotorachsrichtung
betrachtet länger ausgebildet als die andere Gruppe von Rippen.
[0060] So ist bevorzugt vorgesehen, dass die Spielpassungsrippen sich über eine größere
Länge erstrecken als die Presspassungsrippen. Die Spielpassungsrippen dienen in erster
Linie zur groben Ausrichtung und Stabilisierung der Hülse beziehungsweise der Rotorachse
in der gewünschten Ausrichtung. Hierbei erstrecken sich die Spielpassungsrippen in
weiter bevorzugter Ausgestaltung zumindest annähernd, weiter bevorzugt gänzlich über
die axiale Länge der Hülse, weiter gegebenenfalls auch ein- oder beidseitig sich über
die Hülse hinaus erstreckend. Die der zumindest vorübergehenden Fixierung der Hülse
dienenden Presspassungsrippen sind demgegenüber kürzer ausgebildet, weisen hierbei
bevorzugt eine axiale Länge auf, die dem 0,3- bis 0,9-Fachen, weiter bevorzugt dem
0,4- bis 0,7-Fachen der in Axialrichtung berachteten Länge der Spielpassungsrippen
entspricht.
[0061] Es sind in weiter bevorzugter Ausgestaltung zwei axial distanzierte Wälzlager der
Rotorwelle vorgesehen. Deren Lageraußenringe sind bevorzugt umfasst durch die Hülse,
weiter bevorzugt mit der Hülse drehfest verbunden. Die Presspassungsrippen erstrecken
sich in bevorzugter Ausgestaltung im Wesentlichen in dem Bereich der Hülse zwischen
den Wälzlagern, so entsprechend weiter bevorzugt im axialen Abstandbereich zwischen
den beiden Wälzlagern. So wird eine Beeinflussung der Wälzlager durch entstehende
Presskräfte in Radialrichtung vermieden. Die Presskräfte wirken entsprechend bevorzugt
außerhalb des unmittelbaren Beeinflussungsbereiches.
[0062] Die Stirnfläche einer Spielpassungsrippe weist in bevorzugter Ausgestaltung eine
Umfangserstreckung von 0,5 bis hin zu 5 mm auf. Es ist entsprechend eine flächige
Stirnfläche einer jeden Spielpassungsrippe vorgesehen, wobei in weiter bevorzugter
Ausgestaltung diese Stirnfläche mit Bezug auf einen quer zur Rotorachse betrachteten
Querschnitt geradlinig oder, wie weiter bevorzugt, kreisabschnittförmig, konzentrisch
zur Rotorachse ausgebildet ist. Die Stirnfläche einer Presspassungsrippe, bevorzugt
aller Presspassungsrippen ist bevorzugt verrundet, mit einer in Richtung auf die Rotorachse
weisenden Balligkeit. So ist in der Montagestellung der Hülse bevorzugt eine linienartige
Anlage der Hülsen-Mantelfläche an einer jeden Presspassungsrippe erreicht.
[0063] Die vor- und nachstehend angegebenen Bereiche bzw. Wertebereiche oder Mehrfachbereiche
schließen hinsichtlich der Offenbarung auch sämtliche Zwischenwerte ein, insbesondere
in 1/10- Schritten der jeweiligen Dimension, gegebenenfalls also auch dimensionslos,
insbesondere 1,01-Fach etc., einerseits zur Eingrenzung der genannten Bereichsgrenzen
von unten und/oder oben, alternativ oder ergänzend aber auch im Hinblick auf die Offenbarung
eines oder mehrerer singulärer Werte aus dem jeweils angegebenen Bereich.
[0064] Nachstehend ist die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung erläutert, die aber
lediglich Ausführungsbeispiele darstellt. Ein Teil, das nur bezogen auf eines der
Ausführungsbeispiele erläutert ist und bei einem weiteren Ausführungsbeispiel aufgrund
der dort herausgestellten Besonderheit nicht (gerade) durch ein anderes Teil ersetzt
ist, ist damit auch für dieses weitere Ausführungsbeispiel als jedenfalls mögliches
vorhandenes Teil beschrieben. Auf der Zeichnung zeigt:
- Fig. 1
- einen Elektromotor mit einem Lüfterrad der in Rede stehenden Art in einer partiell
aufgebrochenen Perspektivdarstellung;
- Fig. 2
- den Elektromotor mit Lüfterrad in einer Vertikalschnittdarstellung;
- Fig. 3
- das Motorgehäuse mit einem Strömungsführungsteil in einer partiell geschnittenen,
perspektivischen Einzeldarstellung;
- Fig. 4
- das Lüfterrad in einer perspektivischen Einzeldarstellung;
- Fig. 5
- die Draufsicht auf das Lüfterrad gemäß dem Pfeil V in Figur 4;
- Fig. 6
- die Seitenansicht gemäß Pfeil VI in Figur 5;
- Fig. 7
- die Seitenansicht gemäß Pfeil VII in Figur 6;
- Fig. 8
- den Schnitt VIII-VIII in Figur 5;
- Fig. 9
- in einer Einzeldarstellung eine Lüfterradschaufel in Seitenansicht;
- Fig. 10
- die Draufsicht auf die Schaufel;
- Fig. 11
- das Motorgehäuse in einer ersten Ausführungsform in perspektivischer Einzeldarstellung;
- Fig. 12
- die Draufsicht hierzu gemäß Pfeil XII in Figur 11;
- Fig. 13
- den Schnitt gemäß der Linie XIII-XIII in Figur 11;
- Fig. 14
- den Schnitt gemäß der Linie XIV-XIV in Figur 11;
- Fig. 15
- den Schnitt gemäß der XV-XV in Figur 14;
- Fig. 16
- das Motorgehäuse in einer aufgeschnittenen, perspektivischen Detaildarstellung, eine
zweite Ausführungsform betreffend.
[0065] Dargestellt und beschrieben ist zunächst mit Bezug zu Figur 1 ein Elektromotor 1
mit einem Stator 2 und einem koaxial zum Stator 2 innerhalb des Stators 2 angeordneten
Rotor 3.
[0066] Der Rotor 3 weist eine zugleich den Stator 2 zentral durchsetzende Rotorachse x auf.
Diese wird weiter zentral aufgenommen von einer mit dem Rotor 3 drehfest verbundenen
Rotorwelle 4.
[0067] Weiter ist der Stator 2 mit dem darin um die Rotorachse x drehbaren Rotor 3 in einem
Motorgehäuse 5 gehaltert, welches Motorgehäuse 5 im Wesentlichen den Stator 2 mit
Bezug auf die Rotorachse x vollständig umgibt.
[0068] Teil des Motorgehäuses 5 ist ein Strömungsführungsteil 6, welches sich im Wesentlichen
innerhalb einer bevorzugt insgesamt umlaufenden Motorgehäusewandung 7 erstreckt. Weiter
bevorzugt ist das Strömungsführungsteil 6 mit der Motorgehäusewandung 7 einstückig
und weiter bevorzugt materialeinheitlich ausgebildet. In bevorzugter Ausgestaltung
ist das so gestaltete Motorgehäuse 5 ein im Spritzverfahren hergestelltes Hartkunststoffteil.
[0069] Der Elektromotor 1 dient zum Antrieb eines Lüfterrades 8. Hierzu ragt ein Ende der
Rotorwelle 4 frei aus dem Elektromotor 1, insbesondere über den Stator und weiter
bevorzugt über das Strömungsführungsteil 6 hinaus. Dieses Rotorwellenende 9 ist weiter
bevorzugt in einem Bereich axial gegenüberliegend zu dem Stator 2 ausgebildet.
[0070] Die Rotorwelle 4 ist insbesondere vor dem freien Austritt des Rotorwellenendes 9
über ein in dem Motorgehäuse 5, weiter bevorzugt in dem Strömungsführungsteil 6 angeordnetes
Wälzlager 10 gelagert, welches sich in dem dargestellten Ausführungsbeispiel, wie
auch weiter bevorzugt, im Wesentlichen aus zwei in Axialrichtung zueinander distanzierten
und hier über eine Druckfeder gegenseitig abgestützte Kugellager-Abschnitte zusammensetzt.
[0071] Das Rotorwellenende 9 ist ausgebildet zur drehfesten Befestigung des Lüfterrades
8.
[0072] Das Lüfterrad 8 sowie ein Lagerbereich 11 des Strömungsführungsteiles 6 erstrecken
sich bevorzugt über eine quer zur Rotorachse x ausgerichtete, weiter bevorzugt umlaufende
Motorgehäuse-Öffnungsrandkante 12.
[0073] Weiter sind insbesondere das Lüfterrad 8 sowie der Lagerbereich 11 des Strömungsführungsteiles
6 überfangen von einem Gebläsedeckel 13, welcher insbesondere das Lüfterrad 8 kugelkalottenartig
umgibt, dies bei Ermöglichung einer freien Drehbarkeit des Lüfterrades 8 um dessen
Drehachse y. Die Drehachse y entspricht weiter bevorzugt der Rotorachse x.
[0074] Der Gebläsedeckel 13 weist eine umlaufende Gebläsedeckelwandung 14 auf, welche sich
in Zuordnungsstellung des Gebläsedeckels 13 an dem Motorgehäuse 5 zumindest ausgehend
von der Motorgehäuse-Randkante 12 - mit Bezug auf die Erstreckung der Rotorachse x
- bis in eine Ebene oberhalb der höchsten Lüfterrad-Erstreckungsebene erstreckt.
[0075] Weiter weist der Gebläsedeckel 13 eine bevorzugt quer zur Rotorachse x beziehungsweise
Drehachse y des Lüfterrades 8 ausgerichtete, zentral von einer Lufteintrittsöffnung
15 durchsetzte Decke 16 auf. Diese kann insbesondere außenseitig, d.h. insbesondere
dem Lüfterrad 8 abgewandt, ausgebildet sein zum Anschluss eines Luftströmungskanals.
[0076] Die Luftausströmöffnung 17 ist in Axialrichtung betrachtet gegenüberliegend zu der
Lufteinströmöffnung 15 ausgebildet. Diese ist insbesondere umgeben durch das der Motorgehäuse-Randkante
12 axial gegenüberliegende Ende der Motorgehäusewandung 7.
[0077] Der Gebläsedeckel 13 ist bevorzugt an dem Motorgehäuse 5 befestigbar, so weiter insbesondere
strömungsdicht befestigbar, so dass eine im Betrieb des Lüfterrades 8 über die Lufteinströmöffnung
15 einströmende Luft im Wesentlichen in axialer, d.h. rotorachsparalleler Richtung
des Motorgehäuse 5 durchsetzt.
[0078] Zur Festlegung des Gebläsedeckels 13 an dem Motorgehäuse 5 sind an beiden Teilen
zugeordnet einer Trennungsebene zwischen den Teilen bevorzugt wandungsaußenseitig
der Gebläsedeckelwandung 14 sowie der Motorgehäusewandung 7 mit Bezug zur Rotorachse
x radial ausgerichtete Schraubfestlegungsvorsprünge 18 ausgeformt.
[0079] Das in den Figuren 4 bis 8 in Einzeldarstellungen gezeigte Lüfterrad 8 weist zunächst
einen Grundkörper 19 auf. Dieser ist zunächst und im Wesentlichen rotationssymmetrisch
gestaltet, mit einer umlaufendene Grundkörperwandung 20, die bevorzugt im Wesentlichen
einen Hohlkegel bildet. Ausgehend von einer axial untersten Grundkörperebene E
u steigt die Außenkontur des Grundkörpers 19 von radial Außen nach radial Innen bis
in eine oberste Grundkörperebene E
o stetig an. Im Bereich der obersten Grundkörperebene E
o ist eine quer zur Drehachse y ausgerichtete ebene Außenkontur geschaffen.
[0080] Zentral, die Drehachse y aufnehmend, ist der Grundkörper 19 mit einer Befestigungsbohrung
21 durchsetzt, welche sich, den ebenen Spitzenbereich des Grundkörpers 19 durchsetzend,
innenseitig der Grundkörperwandung 20 in einen rotationssymmetrischen, insgesamt zapfenförmigen
Festlegungsbereich 22 fortsetzt.
[0081] Die hierbei innenseitig der Grundkörperwandung 20 bevorzugt quer zur Drehachse y
ausgerichtete, in Richtung auf die unterste Grundkörperebene E
u gerichtete Stirnfläche des Befestigungsbereiches 22 weist einen in Achsrichtung betrachteten
Abstand zur untersten Grundkörperebene E
u auf, die bevorzugt etwa dem 0,4- bis 0,6-Fachen, weiter bevorzugt etwa dem 0,5-Fachen
des in Achsrichtung betrachteten Abstands der beiden Grundkörperebenen E
u und E
o zueinander entspricht.
[0082] Weiter sind an dem Lüfterrad 8 Lüfterradschaufeln 23 angeordnet. Bevorzugt sind sechs
derartiger Lüfterradschaufeln 23 vorgesehen, die mit Bezug auf eine Draufsicht auf
das Lüfterrad 8 gemäß der Darstellung in Figur 5 gleichmäßig um die Drehachse y verteilt
angeordnet und bodenseitig mit dem Grundkörper 19 verbunden sind. Bevorzugt ist diesbezüglich
eine materialeinheitliche und einstückige Ausgestaltung von Grundkörper 19 und Lüfterradschaufeln
23. Bevorzugt ist weiter das so gestaltete Lüfterrad 8 in einem Kunststoff-Spritzverfahren
hergestellt.
[0083] Die nachstehend näher beschriebene Ausgestaltung einer jeden Lüfterradschaufel 23
ergibt in bevorzugter Ausgestaltung, wie insbesondere aus der Draufsicht in Figur
5 zu erkennen, eine Anordnung der Lüfterradschaufeln 23, in welcher diese mit Bezug
auf eine Draufsicht ohne gegenseitige Überlappung gebildet sind. Entsprechend überdeckt
in einer Vertikalprojektion in Richtung auf die unterste Grundkörperebene E
u kein Teilbereich einer Lüfterradschaufel 23 einen Teilbereich einer weiteren Lüfterradschaufel
23.
[0084] Die Figuren 9 und 10 zeigen eine Lüfterradschaufel 23 in Seiten- sowie Draufsicht,
wobei insbesondere in der Seitenansicht in strichpunktierter Linienart ein Teilausschnitt
der Außenkontur des Grundkörpers 19 dargestellt ist.
[0085] Jede Lüfterradschaufel 23 weist eine mit Bezug auf die Drehachse y radial Innere
Schaufeleintrittskante 24 auf, die sich von einem Anbindungsbereich der Lüfterradschaufel
23 an dem Grundkörper 19 von dem Grundkörper 19 entfernend erstreckt.
[0086] Radial Außen formt jede Lüfterradschaufel 23 eine Schaufelaustrittskante 25 aus,
welche sich gleichfalls ausgehend vom Anbindungsbereich vom Grundkörper 19 weg erstreckt.
[0087] Schaufeleintrittskante 24 und Schaufelaustrittskante 25 sind im Bereich ihrer, dem
Grundkörper 19 entfernten Enden verbunden über eine Schaufellängskante 26. Die der
Schaufellängskante 26 gegenüberliegende, entsprechend die im Bereich der Anbindung
der Lüfterradschaufel 23 an dem Grundkörper 19 ausgebildeten Enden der Schaufeleintrittskante
24 und Schaufelaustrittskante 25 verbindende Linie ist als Fußlinie 27 bezeichnet.
[0088] Sowohl die Schaufeleintrittskante 24 als auch weiter bevorzugt die Schaufelaustrittskante
25 verlaufen zwischen der Fußlinie 27 und der Schaufellängskante 26 geradlinig gestreckt.
[0089] Die Schaufeleintrittskante 24 schließt zu der Drehachse y beziehungsweise zu einer
Achsparallelen einen Winkel a von bevorzugt 45 Grad ein, dies bei entsprechender Neigung
der Schaufeleintrittskante 24 ausgehend von der Fußlinie 27 nach radial Außen.
[0090] Die Schaufelaustrittskante 25 ist weiter bevorzugt so ausgerichtet, dass diese in
einer Seitenansicht gemäß der Darstellung in Figur 9 zu der Drehachse y beziehungsweise
zu einer Achsparallelen einen Winkel β von bevorzugt etwa 25 Grad einschließt, dies
bei einer Neigung der Schaufelaustrittskante 25 ausgehend von der Fußlinie 27 in Richtung
auf die Schaufellängskante 26 nach radial Außen.
[0091] Die Schaufellängskante 26 verläuft mit Bezug auf eine Seitenansicht gemäß Figur 9
bevorzugt annähernd parallel zu der durch die Außenkontur des Grundkörpers 19 gegebenen
Fußlinie 27, darüber hinaus gegebenenfalls eine parallel zur Fußlinie 27 verlaufende
Verbindungslinie zwischen der Schaufeleintrittskante 24 und der Schaufelaustrittskante
25 partiell über- oder unterschreitend. So ist diesbezüglich weiter bevorzugt eine
vom Grundkörper 19 aus betrachtete konkave Ausgestaltung der Schaufellängskante 26
vorgesehen, wobei ein entsprechendes maximales Rückversetzungsmaß der Schaufellängskante
26 bezogen auf die vorbezeichnete Verbindungslinie maximal dem 1- bis 2-Fachen der
quer zur Betrachtungsebene in Figur 9 betrachteten Materialstärke der Lüfterradschaufel
23 entspricht. Auch kann eine entsprechende konvexe Ausgestaltung vorgesehen sein.
[0092] Die Länge a der Schaufellängskante 26 entspricht in bevorzugter Ausgestaltung dem
0,6- bis 0,8-Fachen der Länge b der Fußlinie 27.
[0093] Weiter ist die Ausgestaltung einer jeden Lüfterradschaufel 23 so gewählt, dass ein
Radiusmaß c des Übergangs der Schaufelaustrittskante 25 in den Grundkörper 19 beziehungsweise
in die Fußlinie 27 dem 0,8- bis 0,9-Fachen des maximalen Radiusmaßes d der Schaufelaustrittskante
25 zur Drehachse y entspricht.
[0094] Die durch die Schaufeleintrittskante 24, die Schaufelaustrittskante 25 sowie durch
die Schaufellängskante 26 und die Fußlinie 27 aufgespannten Schaufelflächen bilden
eine Druckseite D und eine Saugseite S. Zugewandt der Druckseite D ist die Schaufelaustrittskante
25 im Querschnitt, d.h. weiter bevorzugt in einem parallel zur Fußlinie 27 betrachteten
Schnitt, gerundet ausgebildet. Bevorzugt ist hier insbesondere der Druckseite D zugewandt
ein Radius r der Rundung vorgesehen, der dem 0,5- bis 0,8-Fachen der Schaufeldicke
e zwischen den Schaufelflächen entspricht.
[0095] Die Schaufeleintrittskante 24 weist in Draufsicht gemäß der Darstellung in Fig. 10
eine sich im wesentlichen quer zur Schaufellängsrichtung erstreckende ebene Fläche
auf.
[0096] Weiter ist eine jede Lüfterradschaufel 23 so ausgebildet und an dem Grundkörper 19
angeordnet, dass sich mit Bezug auf eine Draufsicht gemäß Figur 10 gemessen von der
Drehachse y ein Umfangswinkelbereich beziehungsweise ein Schaufelumschlingungswinkel
γ im Wesentlichen zwischen dem Anbindungsbereich der Schaufeleintrittskante 24 an
dem Grundkörper 19 und dem Anbindungsbereich der Schaufelaustrittskante 25 an dem
Grundkörper 19 von bevorzugt 40 bis 55 Grad einstellt.
[0097] Weiter bevorzugt sind alle Lüfterradschaufeln 23 gleich ausgebildet, weiter bevorzugt
entsprechend der vorbeschriebenen Beschreibung anhand einer Lüfterradschaufel 23.
[0098] Weiter sind, wie insbesondere aus der Draufsicht in Figur 5 zu erkennen, die Lüfterradschaufeln
23 so angeordnet, dass diese die umlaufende Bodenrandkante des Grundkörpers 19 im
Bereich der untersten Grundkörperebene E
u nicht überragen. Vielmehr ist bevorzugt vorgesehen, dass mit Bezug auf eine Draufsicht
die Schaufellängskanten 26 im Bereich der Schaufelaustrittskanten 25 mit der umlaufenden
Bodenrandkante 28 des Grundkörpers 19 enden.
[0099] Die Anordnung der Lüfterradschaufel 23 ist in weiter bevorzugter Ausgestaltung so
vorgesehen, dass die im Übergang von der Schaufellängskante 26 in die Schaufeleintrittskante
24 gebildeten Lüfterradspitzen 29 die in Richtung der Drehachse y betrachtete höchste
Erstreckung der Lüfterradschaufel 23 bilden. Weiter sind alle Lüfterradspitzen 29
bevorzugt in einer gemeinsamen, quer zur Drehachse y ausgerichteten Ebene E
SP angeordnet, welche Lüfterradspitzenebene E
SP in Richtung der Drehachse y nach oben beabstandet ist zur obersten Grundkörperebene
E
o. Dieser Abstand ist weiter bevorzugt so gewählt, dass sich mit Bezug auf eine Seitenansicht
gegen eine Lüfterradschaufel 23 gemäß der Darstellung in Figur 9 oberhalb der obersten
Grundkörperebene E
o eine Schaufelteilfläche einstellt, die bevorzugt 20 bis 50 Prozent der gesamten Schaufelfläche
entspricht.
[0100] Auch ist bevorzugt vorgesehen, dass die Lüfterradschaufeln 23 bezüglich ihrer Anbindung
im Bereich der Schaufelaustrittskanten 25 an dem Grundkörper 19 mit Abstand zu der
Bodenrandkante 28 enden. Das Erstreckungsmaß f entlang der Außenkontur des Grundkörpers
19 (vergleiche Figur 6) des so schaufelfreien Sockelbereiches des Grundkörpers 19
entspricht bevorzugt dem 0,6- bis 0,8-Fachen der Länge a der Schaufellängskante 26
in Draufsicht.
[0101] Der schaufelfreie Sockelbereich des Grundkörpers 19 formt einen Diffusorbereich 30,
insbesondere einen Diffusor-Teilbereich aus, der entsprechend mit dem Lüfterrad 8
mitdrehend um die Drehachse y ist.
[0102] Das Strömungsführungsteil 6 ist bevorzugt doppelwandig ausgebildet, mit einer äußeren
Wand 31, die bevorzugt durch die Motorgehäusewandung 7 gebildet ist, und einer koaxial
hierzu angeordneten inneren Wand 32. In dem so gebildeten Radialzwischenraum 33 sind
bevorzugt sechzehn gleichmäßig um die Rotorachse x angeordnete Leitschaufeln 34 vorgesehen.
[0103] Die Leitschaufeln 34 erstrecken sich im Wesentlichen jeweils - in etwa von der Motorgehäuse-Randkante
12 ausgehend - schaufelartig gewölbt in Richtung auf die Luftausströmöffnung 17 und
sind weiter bevorzugt sowohl an der inneren Wand 32 als auch an der äußeren Wand 31
angebunden. Bevorzugt wird diesbezüglich weiter eine einstückige, materialeinheitliche
Ausgestaltung der Leitschaufeln 34 mit den inneren und äußeren Wänden 31 und 32.
[0104] Jede Leitschaufel 34 weist in Umfangsrichtung des Strömungsführungsteiles 6 beziehungsweise
des Radialzwischenraumes 33 eine vorgewölbte Saugseiten-Schaufelfläche 35 und rückwärtig
derselben eine entsprechend gewölbte Druckseiten-Schaufelfläche 36 auf.
[0105] Die innere Wand 32 des Strömungsführungsteiles 6 erstreckt sich im Wesentlichen über
die Ebene der Motorgehäuse-Randkante 12 hinaus, unter Bildung des Lagerbereiches 11.
[0106] Die Außenkontur der inneren Wand 32, d.h. die mit Bezug auf einen Vertikalschnitt
gemäß Figur 2 dem Radialzwischenraum 33 zugewandte Kontur, verläuft bevorzugt stetig
gekrümmt, wobei weiter bevorzugt ausgehend von einem über die Motorgehäuse-Randkante
12 hinausgehenden Endbereich der inneren Wand 32 der örtliche Krümmungsradius in Strömungsrichtung
beziehungsweise in Richtung auf den, dem Stator 2 zugewandten Ende der inneren Wand
32, zunimmt. Der Krümmungsradius nimmt weiter derart zu, dass abschließend in dem
in Strömungsrichtung betrachteten Endbereich der inneren Wand 32 die Außenkontur in
eine Vertikale übergeht (vergleiche strichpunktierte, mit den unterschiedlichen, zunehmenden
Radien versehene Kreislinien g und h in Figur 14).
[0107] Insbesondere der in Strömungsrichtung betrachtete erste Krümmungsradius (vergleiche
Krümmungslinie g) ist in bevorzugter Ausgestaltung angepasst an die Außenkontur des
Grundkörpers 19, insbesondere an die Außenkontur im Diffusorbereich 30. Hierzu ist
das nach oben weisende Ende der inneren Wand 32 durchmessermäßig bevorzugt angepasst
an den Durchmesser des Grundkörpers 19 beziehungsweise des Lüfterrades 8 im Bereich
der Bodenrandkante 28.
[0108] Ausgehend von diesem, dem Lüfterrad 8 zugewandten Ende der inneren Wand 32 setzt
sich nach radial Innen zunächst eine rinnenartige, konzentrisch zur Rotorachse x verlaufende
Vertiefung 37 an. Diese umschließt im Wesentlichen den rotationssymmetrisch zur Rotorachse
x ausgebildeten, insgesamt bevorzugt kegelstumpfförmigen Lagerbereich 11. Dieser Lagerbereich
11 taucht entsprechend bevorzugt in den durch die Grundkörperwandung 20 umfassten
Hohlraum des Grundkörpers 19 ein, weiter bevorzugt bis hin in eine quer zur Rotorachse
x betrachtete Ebene, die unmittelbar unterhalb der Sockelebene des lüfterradseitigen
Festlegungsbereiches 22 liegt.
[0109] Weiter bevorzugt steigt die Außenkontur des Lagerbereiches 11 mit Bezug auf einen
Meridianschnitt zumindest annähernd parallel zur Innenkontur der Grundkörperwandung
20 an, hierbei weiter bevorzugt einen von radial Außen nach radial Innen ansteigenden
Spalt 38 belassend.
[0110] Weiter weist die innere Wand 32 in Umfangsrichtung derselben betrachtet Rücksprungbereiche
39 auf, in welchen Bereichen die in Richtung auf den Radialzwischenraum 33 weisende
Kontur der inneren Wand 32 gegenüber dem stetig gekrümmten Verlauf nach radial Innen
versetzt ist. Die mit Bezug auf die Rotorachse x betrachtete Rücksprungtiefe gegenüber
dem gekrümmten Bereich der inneren Wand 32 entspricht bevorzugt der 1- bis 4-Fachen
Dicke der turbulenten Grenzschicht.
[0111] Die Kontur der Außenfläche der inneren Wand 32 verläuft in den Rücksprungbereichen
39 bevorzugt geradlinig, weiter bevorzugt parallel zur Rotorachse x. Weiter bevorzugt
sind die Rücksprungbereiche 39 bezogen auf eine Draufsicht beziehungsweise bezogen
auf eine Schnittdarstellung gemäß Figur 15 jeweils der Leitschaufel-Druckseite 36
einer jeden Leitschaufel 34 zugeordnet. Entsprechend weist die ablösungsgefährdete
Leitschaufel-Saugseite 35 gegenüber der Leitschaufel-Druckseite 36 in einem Meridianschnitt
eine Querschnittsverengung auf, die zu einer Strömungsbeschleunigung an der Leitschaufel-Saugseite
35 führt.
[0112] Zudem sind im Bereich der inneren Wand 32 fensterartige Durchbrüche 40 belassen,
durch welche insbesondere der Stator 2 freiliegt. Im Betrieb des Elektromotors 1 und
entsprechend im Betrieb des Lüfterrades 8 kann so durch die Durchbrüche 40 ein Teil
der durch das Strömungsführungsteil 6 geführten Luft direkt an den Stator 2 zur Kühlung
desselben gelangen.
[0113] Der vorbeschriebene Elektromotor 1 mit einem Lüfterrad 8 weist einen gegenüber dem
Stand der Technik verbesserten Wirkungsgrad auf.
[0114] Der Schwerpunkt des Lüfterrades 8 ist in Richtung auf das Wälzlager 10 in dem Lagerbereich
11 verschoben, wodurch eine Erhöhung der biegekritischen Resonanzfrequenz erreicht
ist.
[0115] Der Diffusorbereich 30 des Lüfterrades 8 eignet sich weiter zum Auswuchten des Lüfterrades
8, in dem bevorzugt Material am Außendurchmesser auf der Innenseite des Grundkörpers
19 abgetragen wird. Darüber hinaus eignet sich der Diffusorbereich 30 zum Greifen
des Lüfterrades 8 bei einem Roboter-Handling.
[0116] Figur 16 zeigt in einer zweiten Ausführungsform das Motorgehäuse 5, insbesondere
den Lagerbereich 11.
[0117] Wie in Figur 2 dargestellt, setzt sich das Wälzlager 10 aus zwei in Axialrichtung
zueinander distanzierten Lagerbereichen zusammen, die in einer, insbesondere den Lageraußenring
umgebenden Hülse 41 aufgenommen sind. Diese Hülse 41 ist in einer Ausgestaltung drehfest
mit dem Außenring eines jeden Wälzlagers verbunden. In weiterer Ausgestaltung - wie
in Figur 2 schematisch dargestellt - sind die beiden Lager voneinander weg in Axialrichtung
durch eine Feder belastet, d.h. in der Hülse 41 zumindest partiell in Axialrichtung
verlagerbar gehalten.
[0118] Die Hülse 41 ist weiter bevorzugt Teil der Rotorwelle 4. Über diese Hülse 41 erfolgt
die Festlegung der Rotorwelle 4 in dem Motorgehäuse 5, insbesondere im Lagerbereich
11.
[0119] Der Lagerbereich 11 weist hierbei zunächst eine konzentrisch zur Rotorachse x verlaufende
Wandung 42 auf. Diese weist einen freien Innen-Durchmesser auf, der größer gewählt
ist als der Außendurchmesser der Hülse 41. So ist diesbezüglich ein Innendurchmesser
der Wandung 42 bevorzugt, der dem 1,1- bis 1,5-Fachen des Außendurchmessers der Hülse
41 entspricht.
[0120] Mit Bezug auf den inneren Umfang der Wandung 42 sind von der Wandung 42 ausgehend,
nach radial innen sich erstreckend mehrere Rippen angeformt. In bevorzugter Ausgestaltung
sind dies jeweils drei Spielpassungsrippen 43 und Presspassungsrippen 44. Diese Rippen
sind insgesamt mit Bezug auf den Umfang gleichmäßig verteilt angeordnet, wobei weiter
bevorzugt sich in Umfangsrichtung Spielpassungsrippen 43 und Presspassungsrippen 44
abwechseln. So schließen weiter bevorzugt zwei in Umfangsrichtung benachbarte (jedoch
durch eine Presspassungsrippe 44 voneinander getrennte) Spielpassungsrippen 43 einen
Winkel von bevorzugt 120° ein. Gleiches gilt für die Presspassungsrippen 44.
[0121] In weiter bevorzugter Ausgestaltung erstrecken sich die Spielpassungsrippen 43 sowie
die Presspassungsrippen 44 insbesondere hinsichtlich ihrer nach radial innen weisenden
Stirnkanten in Parallelausrichtung zur Rotorachse x.
[0122] Jede Spielpassungsrippe 43 weist eine in Achserstreckungsrichtung betrachtete Länge
1 insbesondere im Bereich der nach radial innen weisenden Stirnfläche 45 auf, die
bevorzugt an die axiale Länge der Hülse 41 angepasst ist. So ist weiter bevorzugt
die Länge 1 der Stirnfläche 45 gleich der Länge der Hülse 41, wobei weiter bevorzugt
in einer Horizontalprojektion die Stirnfläche 45 bevorzugt in vollständiger Überdeckung
zu der Mantelfläche der Hülse 41 angeordnet ist. Die Stirnflächen 46 der Presspassungsrippen
44 weisen eine gegenüber der Länge 1 der Spielpassungsrippen 43 verringerte Länge
1' auf. So entspricht in bevorzugter Ausgestaltung die Länge 1' einer Presspassungsrippen-Stirnfläche
46 etwa dem 0,4- bis 0,6-Fachen der Länge 1 einer Spielpassungsrippe 43.
[0123] Weiter bevorzugt sind die Presspassungsrippen 44 in ihrer axialen Ausrichtung so
angeordnet, dass deren Stirnflächen 46 in einer Horizontalprojektion in Überdeckung
liegen zu dem sich zwischen den Wälzlagern 10 erstreckenden Mantelwandabschnitt der
Hülse 41.
[0124] Die Stirnflächen 46 der Presspassungsrippen 44 sind bevorzugt verrundet, weiter bevorzugt
mit einer nach radial innen, d.h. in Richtung auf die Rotorachse x weisenden Auswölbung
(bezogen auf einen Querschnitt).
[0125] Eine die gewölbten Stirnflächen 46 der Presspassungsrippen 44 tangierende Kreislinie
weist in bevorzugter Ausgestaltung einen Durchmesser auf, der dem Außendurchmesser
der Hülse 41 entspricht.
[0126] Die Stirnflächen 45 der Spielpassungsrippen 43 sind gegenüber den Stirnflächen 46
der Presspassungsrippen 44 vergleichsweise flächig ausgestaltet, insbesondere mit
Bezug auf einen Querschnitt kreisabschnittförmig mit einem sich auf die Rotorachse
x beziehenden Radius. Die in Umfangserstreckung betrachtete Breite einer solchen Stirnfläche
45 beträgt bevorzugt 1,5 bis 4 mm.
[0127] Eine die Stirnflächen 45 der Spielpassungsrippen 43 verbindende Kreislinie weist
hier einen Durchmesser auf, der bevorzugt größer gewählt ist als der Außendurchmesser
der Hülse 41 im Bereich ihrer Mantelfläche. So ist weiter bevorzugt eine Kreislinie
mit einem Durchmesser gewählt, der dem 1,05- bis 1,2-Fachen des Außendurchmessers
der Hülse 41 entspricht. Weiter bevorzugt ergibt sich bei eingesetzter Hülse 41 zwischen
der Mantelfläche der Hülse 41 und der zugewandten Stirnfläche 45 der Spielpassungsrippen
43 ein Spalt mit einem in radialer Richtung betrachteten Maß von bevorzugt 0,1 bis
0,3 mm.
[0128] Zur Montage der Motorwelle 4 in dem Motorgehäuse 5 wird die über die Wälzlager 10
mit der Motorwelle 4 verbundene Hülse 41 in Axialrichtung in den Lagerbereich 11 eingeschoben.
Sowohl die Presspassungsrippen 44 als auch die Spielpassungsrippen 43 verfügen zur
Erleichterung des Einführens über Einführschrägen 47, 48, welche sich in einem Vertikalschnitt
vom Grund der jeweiligen Rippe bis hin zur jeweiligen Stirnfläche abfallend erstrecken.
[0129] Insbesondere die Stirnflächen 45 der Spielpassungsrippen 43 sind zuvor mit einem
Klebstoff versehen.
[0130] Die gefundene Stellung der Hülse 41 in dem Lagerbereich 11, insbesondere die axiale
Stellung ist zunächst fixiert zufolge einer Presspassung zwischen den Presspassungsrippen
44 und der hierdurch beaufschlagten Hülse 41. Die Presspassungsrippen 44 halten entsprechend
die Hülse 41 und hierüber die Rotorwelle 4 in ihrer Ausrichtung, bis der Klebstoff
ausgehärtet ist.
[0131] Gegenstand der Erfindung, der allein oder in Kombination mit einem der zuvor beschriebenen
Gegenstände von Bedeutung ist, ist auch ein Lüfterrad, bei welchem der Grundkörper
19 eine im Wesentlichen konische Außenkontur aufweist.
[0132] Gegenstand der Erfindung, der allein oder in Kombination mit einem der zuvor beschriebenen
Gegenstände von Bedeutung ist, ist auch ein Lüfterrad, bei welchem die Schaufeleintrittskante
24 in Draufsicht eine sich im Wesentlichen quer zur Schaufellängsrichtung erstreckende
ebene Fläche aufweist.
[0133] Gegenstand der Erfindung, der allein oder in Kombination mit einem der zuvor beschriebenen
Gegenstände von Bedeutung ist, ist auch ein Elektromotor, bei welchem die innere Wand
32 des Strömungsführungsteils 6 Durchbrüche 40 zu dem Stator 2 aufweist.
[0134] Gegenstand der Erfindung, der allein oder in Kombination mit einem der zuvor beschriebenen
Gegenstände von Bedeutung ist, ist auch ein Elektromotor, bei welchem mehr Leitschaufeln
34 vorgesehen sind als Lüfterradschaufeln 23.
[0135] Gegenstand der Erfindung, der allein oder in Kombination mit einem der zuvor beschriebenen
Gegenstände von Bedeutung ist, ist auch ein Elektromotor, bei welchem die Hülse 41
der Rotorwelle 4 mit dem Lagerbereich 11 verklebt ist.
[0136] Gegenstand der Erfindung, der allein oder in Kombination mit einem der zuvor beschriebenen
Gegenstände von Bedeutung ist, ist auch ein Elektromotor, bei welchem zwei axial distanzierte
Wälzlager 10 der Rotorwelle 4 vorgesehen sind und dass die Presspassungsrippen 44
sich im Wesentlichen in dem Bereich der Hülse (41) zwischen den Wälzlagern (10) erstrecken.
[0137] Gegenstand der Erfindung, der allein oder in Kombination mit einem der zuvor beschriebenen
Gegenstände von Bedeutung ist, ist auch ein Elektromotor, bei welchem die Stirnfläche
45 einer Spielpassungsrippe 43 eine Umfangserstreckung von 0,5 bis hin zu 5 mm aufweist.
[0138] Alle offenbarten Merkmale sind (für sich) erfindungswesentlich. In die Offenbarung
der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten
Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch
zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit aufzunehmen.
Die Unteransprüche charakterisieren in ihrer fakultativ nebengeordneten Fassung eigenständige
erfinderische Weiterbildungen des Standes der Technik, insbesondere um auf Basis dieser
Ansprüche Teilanmeldungen vorzunehmen.
Bezugszeichenliste:
1 |
Elektromotor |
25 |
Schaufelaustrittskante |
2 |
Stator |
26 |
Schaufellängskante |
3 |
Rotor |
27 |
Fußlinie |
4 |
Rotorwelle |
28 |
Bodenrandkante |
5 |
Motorgehäuse |
29 |
Lüfterradspitze |
6 |
Strömungsführungsteil |
30 |
Diffusorbereich |
7 |
Motorgehäusewandung |
31 |
äußere Wand |
8 |
Lüfterrad |
32 |
innere Wand |
9 |
Rotorwellenende |
33 |
Radialzwischenraum |
10 |
Wälzlager |
34 |
Leitschaufel |
11 |
Lagerbereich |
35 |
Leitschaufel-Saugseite |
12 |
Motorgehäuse-Randkante |
36 |
Leitschaufel-Druckseite |
13 |
Gebläsedeckel |
37 |
Vertiefung |
14 |
Gebläsedeckelwandung |
38 |
Spalt |
15 |
Lufteinströmöffnung |
39 |
Rücksprungbereich |
16 |
Decke |
40 |
Durchbruch |
17 |
Luftausströmöffnung |
41 |
Hülse |
18 |
Schraubfestlegungsvorsprung |
42 |
Wandung |
19 |
Grundkörper |
43 |
Spielpassungsrippe |
20 |
Grundkörperwandung |
44 |
Presspassungsrippe |
21 |
Befestigungsbohrung |
45 |
Stirnfläche |
22 |
Festlegungsbereich |
46 |
Stirnfläche |
23 |
Lüfterradschaufel |
47 |
Einführschräge |
24 |
Schaufeleintrittskante |
48 |
Einführschräge |
a |
Länge |
D |
Druckseite |
b |
Länge |
|
|
c |
Radiusmaß |
Eo |
oberste Grundkörperebene |
d |
Radiusmaß |
ESP |
Lüfterrad-Spitzenebene |
e |
Schaufeldicke |
Eu |
unterste Grundkörperebene |
f |
Erstreckungsmaß |
|
|
g |
Kreislinie |
α |
Winkel |
h |
Kreislinie |
β |
Winkel |
1 |
Länge |
γ |
Schlaufenumschlingungswinkel |
1' |
Länge |
|
|
r |
Radius |
|
|
x |
Rotorachse |
|
|
y |
Drehachse |
|
|
1. Lüfterrad (8) mit einem rotationssymmetrischen Grundkörper (19), der mittig von einer
Drehachse (y) durchsetzt ist und in einer Seitenansicht von radial Außen nach radial
Innen bezüglich seiner Außenkontur stetig ansteigt, wobei Lüfterradschaufeln (23)
vorgesehen sind, die bodenseitig mit dem Grundkörper (19) verbunden sind und die bezüglich
einer Erstreckung des Lüfterrades (8) in Richtung der Drehachse (y) bodenabgewandt
Lüfterradspitzen (29) ausbilden, dadurch gekennzeichnet, dass die Lüfterradspitzen (29) den Grundkörper (19) überragen und/oder dass die Lüfterradschaufeln
(23) bodenseitig mit Abstand zu einer Randkante (28) des Grundkörpers (19) enden,
unter Bildung eines Diffusorbereiches (30), und/oder dass ein Radius (d) der maximalen
Erstreckung einer Lüfterradschaufel (23) in Draufsicht zwischen dem 1,5- bis 0,6-Fachen
des Radius der maximalen Erstreckung des Grundkörpers (19) liegt.
2. Lüfterrad nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1 oder insbesondere danach,
dadurch gekennzeichnet, dass die Lüfterradschaufeln (23) in einer Draufsicht ohne gegenseitige Überlappung gebildet
sind und/oder, bevorzugt, dass vier bis acht Lüfterradschaufeln (23) vorgesehen sind.
3. Lüfterrad nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere
danach, dadurch gekennzeichnet, dass eine gerade verlaufende Schaufeleintrittskante (24) zu der Drehachse (y) einen Winkel
(α) von 35° bis 55° einschließt.
4. Lüfterrad nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere
danach, dadurch gekennzeichnet, dass das Erstreckungsmaß (f) des Diffusorbereiches (30) in Seitenansicht dem 0,5- bis
0,9-Fachen des Erstreckungsmaßes (a) einer Schaufellängskante (26) in Draufsicht entspricht.
5. Lüfterrad nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere
danach, dadurch gekennzeichnet, dass ein Radiusmaß (c) des Übergangs der Schaufelaustrittskante (25) in den Grundkörper
(19) dem 0,7- bis 0,95-Fachen des maximalen Radiusmaßes (d) der Schaufelaustrittskante
(25) entspricht und/oder, bevorzugt, dass die sich gerade erstreckende Schaufelaustrittskante
(25) in einer Seitenansicht zu der Drehachse (y) einen Winkel (β) von 15° bis 35°
einschließt und/oder, bevorzugt, dass die Länge (a) der Schaufellängskante (26) bezogen
auf eine Fußlinie (27) der Lüfterradschaufel (23) in einem Verhältnis von 0,5 bis
0,9 gegeben ist.
6. Lüfterrad nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere
danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufelaustrittskante (25) im Querschnitt gerundet ausgebildet ist und/oder,
bevorzugt, dass ein Radius (r) der Rundung dem 0,4- bis 0,9-Fachen der Schaufeldicke
(e) entspricht.
7. Lüfterrad nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere
danach, dadurch gekennzeichnet, dass sich eine Lüfterradschaufel (23) in Draufsicht in einem Umfangswinkelbereich, gemessen
von der Drehachse (y), von 35° bis 60° erstreckt.
8. Elektromotor (1) mit einem Rotor (3) und einem Stator (2), sowie einem von dem Rotor
(3) zur Kühlung des Elektromotors (1) angetriebenen Lüfterrad (8), wobei eine Rotorachse
(x) des Rotors (3) einer Drehachse (y) des Lüfterrades (8) entspricht, wobei weiter
sich in Strömungsrichtung der Luft an das Lüfterrad (8) eine relativ zu dem Rotor
(3) feststehende und den Stator (2) umgebende Leitschaufelanordnung anschließt, wobei
weiter der Elektromotor (1) in einem Motorgehäuse (5) aufgenommen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitschaufeln (34) in einem Radialzwischenraum (33) eines doppelwandigen, den
Elektromotor (1) umgebenden Strömungsführungsteils (6) ausgebildet sind, unter materialeinheitlicher
Ausgestaltung mit den Wänden (31 und 32) des Strömungsführungsteils (6).
9. Elektromotor nach Anspruch 8 oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass das Lüfterrad (8) einen Grundkörper (19) mit einer im Längsquerschnitt gegebenen
Außenkontur aufweist und dass eine Außenkontur der inneren Wand (32) des Strömungsführungsteils
(6) an die Außenkontur des Grundkörpers (19) anschließt und/oder, bevorzugt, dass
die Außenkontur der inneren Wand (32) des Strömungsführungsteils (6) stetig gekrümmt
verläuft, wobei ein örtlicher Krümmungsradius in Strömungsrichtung zunimmt.
10. Elektromotor nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 9 oder insbesondere danach,
dadurch gekennzeichnet, dass eine Leitschaufel (34) quer zu ihrer Erstreckung in Strömungsrichtung gekrümmt verläuft
unter Ausbildung einer - bei Betrachtung in Richtung der Drehachse (y) des Lüfterrades
(8) gesehen - sichtbaren Leitschaufel-Saugseite (35) und einer durch die Leitschaufel-Saugseite
(35) überdeckten Leitschaufel-Druckseite (36).
11. Elektromotor nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 10 oder insbesondere danach,
dadurch gekennzeichnet, dass die Außenseite der inneren Wand (32) des Strömungsführungsteils (6) in einem Längsquerschnitt
umfangsmäßig verteilte Rücksprungbereiche (39) aufweist, die zu einer radialen Erweiterung
des Abstandes zwischen der Außenfläche der inneren Wand (32) und der Innenfläche der
äußeren Wand (31) des Strömungsführungsteils (6) führen und/oder, bevorzugt, dass
die Kontur der Außenfläche der inneren Wand (32) in den Rücksprungbereichen (39) parallel
zur Rotorachse (x) verläuft und/oder, bevorzugt, dass ein Rücksprungbereich (39) bezogen
auf eine Draufsicht der Leitschaufel-Druckseite (36) zugeordnet ist.
12. Elektromotor nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 11 oder insbesondere danach,
dadurch gekennzeichnet, dass bezogen auf einen Längsquerschnitt der im feststehenden Bereich des Motorgehäuses
(5) ausgebildete Lagerbereich (11) des Lüfterrades (8) sich in Überdeckung zu dem
Grundkörper (19) des Lüfterrades (8) befindet und/oder, bevorzugt, dass im Überdeckungsbereich
ein von radial Außen nach radial Innen ansteigender Spalt (38) zwischen einer Außenfläche
des Lagerbereiches (11) und einer Innenfläche des Grundkörpers (19) des Lüfterrades
(8) ausgebildet ist.
13. Elektromotor (1) mit einem Rotor (3) und einem Stator (2), sowie einem von dem Rotor
(3) zur Kühlung des Elektromotors (1) angetriebenen Lüfterrad (8), wobei eine Rotorachse
(x) des Rotors (3) einer Drehachse (y) des Lüfterrades (8) entspricht, wobei der Elektromotor
(1) in einem Motorgehäuse (5) mit einem Lagerbereich (11) für eine Rotorwelle (4)
des Lüfterrades (8) aufgenommen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorwelle (4) über ein oder mehrere, in einer Hülse (41) umfasste Wälzlager
(10) gelagert ist und dass in dem Lagerbereich mehrere im Hinblick auf den Umfang
der Hülse (41) verteilt angeordnete, in Richtung der Rotorwelle (4) verlaufende Rippen
(43, 44) ausgebildet sind, die zumindest teilweise unmittelbar an einer Außenfläche
der Hülse (41) anliegen.
14. Elektromotor nach Anspruch 13 oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Rippen (43, 44) ausgebildet sind, die bezüglich der Außenfläche
der Hülse (41) eine Spielpassung aufweisen und/oder, bevorzugt, dass eine oder mehrere
Rippen (43, 44) ausgebildet sind, die bezüglich der Außenfläche der Hülse (41) eine
Presspassung aufweisen.
15. Elektromotor nach einem oder mehreren der Ansprüche 13 bis 14 oder insbesondere danach,
dadurch gekennzeichnet, dass sich ein Teil der Rippen (43, 44) in Bezug auf eine die Spielpassung oder die Presspassung
ausmachende Stirnfläche (45, 46) über eine größere Länge (1) der Stirnfläche (45,
46) erstrecken als ein anderer Teil der Rippen (43, 44) und/oder, bevorzugt, dass
die Spielpassungsrippen (43) sich über eine größere Länge (1) erstrecken als die Presspassungsrippen
(44).